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高频电路实验部分
实验一 电容反馈三点式振荡器实验
一、 实验目的:
1、通过实验深入理解电容反馈三点式振荡器的工作原理,熟悉电容反馈三点式振荡器的构成和电路各组件的作用:
2、研究不同静态工作点对振荡器起振、振荡幅度和振荡波形的影响; 3、学习使用示波器和频率计测量高频振荡器振荡频率的方法;
4、观察电源电压和负载变化对振荡幅度和振荡频率及频率稳定性的影响。 二、 预习要求:
1、复习LC振荡器的工作原理,了解影响振荡器起振、波形和频率的各种因素; 2、了解实验电路中各组件作用.
三、实验电路说明:
图2-1
C2、C3、C4、C5和L1组成振荡回路。Q1的集电极直流负载为R3,偏置电路由R1、R2、W和R4构成,改变W可改变Q1的静态工作点。静态电流的选择既要保证振荡器处于截止平衡状态也要兼顾开始建立振荡时有足够大的电压增益。Q2与R6、R8组成射
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随器,起隔离作用。振荡器的交流负载实验电阻为R5。R7的作用是为了用频率计(一般输入阻抗为几十Ω)测量振荡器工作频率时不影响电路的正常工作。 四、实验仪器: 1、双踪示波器 2、万用表 3、数字频率计
4、实验箱及LC振荡、石英晶体振荡模块 五、实验内容及步骤:
1、研究晶体三极管静态工作点不同时对振荡器输出幅度和波形的影响:
1)将开关K1和K2均拨至1X文件,负载电阻R5暂不接入,接通+12V电源,调节
W使振荡器振荡,此时用示波器在TP1观察不失真的正弦电压波形;
2)调节W使Q1静态电流在0.5-4mA之间变化(可用万用表测量R4两端的电压来计算相应的IeQ,至少取4个点),用示波器测量并记下TP1 点的幅度与波形变化情况。 2、研究外界条件变化时对振荡频率的影响及正确测量振荡频率:
1)选择一合适的稳定工作点电流IeQ,使振荡器正常工作,利用示波器在TP3点和TP2点分别估测振荡器的振荡频率;
2)用频率计重测,比较在TP3点和TP2点测量有何不同?
3)将负载电阻R5接入电路(将开关K3拨至ON文件),用频率计测量振荡频率的变化(为估计振荡器频稳度的数量级,可每10s记录一次频率,至少记录5次),并填入表1-1。 R5 f 1 f2 f3 f4 f5 表1-1
4) 分别将开关K3拨至“OFF”和“ON”文件,比较负载电阻R5不接入电路和接入电路两种情况下,输出振幅和波形的变化。用示波器在TP1点观察并记录。
3、将开关K1和K2均拨至2X檔。比较选取电容值不同的C2、C3和C2X、C3X,反馈系数不同时的起振情况。注意改变电容值时应保持静态电流值不变。 六、实验报告要求:
1、整理各实验步骤所得的资料和波形,绘制输出振幅随静态电流变化的实验曲线。 2、分析各步骤所得的资料和波形,绘制输出振幅随静态电流变化的实验曲线。 3、回答问题:
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1)为什幺静态工作点电流不合适时会影响振荡器的起振? 2)振荡器负载的变化为什幺会引起输出振幅和频率的变化?
3)在TP3点和TP2点用同一种仪器(频率计或示波器)所测得的频率不同是什幺原因?哪一点测得的结果更准确? 4、说明本振荡电路的特点。
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实验二 石英晶体振荡器实验
一、实验目的:
1、了解晶体振荡器的工作原理及特点; 2、掌握晶体振荡器的设计方法及参数计算方法。 二、预习要求:
1、查阅晶体振荡器的有关数据,了解为什幺用石英晶体作为振荡回路组件能使振荡器的频率稳定度大大提高;
2、画出并联谐振型晶体振荡器和串联谐振型晶体振荡器的电路图,并说明两者在电结构和应用上的区别;
3、了解实验电路中各组件作用。 三 、实验电路说明:
本实验电路采用并联谐振型晶体振荡器,如图2-2所示。
图2-2
XT、C2、C3、C4组成振荡回路。偏置电路由R1、R2、W和R4构成,改变W可改变Q1的静态工作点。静态电流的选择既要保证振荡器处于截止平衡状态也要兼顾开始
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建立振荡时有足够大的电压增益。振荡器的交流负载实验电阻为R5。R6、R7、R8组成一个π型衰减器,起到阻抗匹配的作用。 四、实验仪器: 1、双踪示波器 2、万用表 3、数字频率计
4、实验箱及LC振荡、石英晶体振荡模块 五、实验内容及步骤: 1、接通电源;
2、测量振荡器的静态工作点:
调整图中W,测得Iemin和Iemax(可测量R4两端的电压来计算相应的Ie值); 3、测量当工作点在上述范围时的振荡器频率及输出电压。
4、研究有无负载对频率的影响:先将K1拨至OFF,测出电路振荡频率,再将K1拨至R5,测出电路振荡频率,填入表2-1,并与LC振荡器比较。
f OFF R5 表2-1
六、实验报告要求:
1、画出实验电路的交流等效电路; 2、整理实验资料;
3、比较晶体振荡器与LC振荡器带负载能力的差异,并分析原因; 4、说明本电路的优点。
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